中铁三局集团天津建设工程有限公司 天津 300000
摘要:近年来,随着工程技术的发展,转体技术在连续梁桥的施工中得到了广泛的应用,特别是在受到严格的施工环境制约的条件下,相比悬灌法和支架现浇法,采用转体技术可以缩短施工周期,是目前比较好的方法。然而,转体技术也存在办理跨线施工手续困难、施工精度要求高、施工风险较大的情况,如何快速准确地就位,减少工程建设周期,减少工程风险,确保工程的安全与质量;已成为施工中的头等大事。对铁路转体连续梁的转体专项试验、监测措施、控制措施、限位措施设置等进行总结,为以后同类工程施工提供借鉴。
关键词:转体连续梁;转体施工;技术研究
在我国社会主义经济飞速发展的今天,我国的交通建设也是飞速发展。转体施工法因其在线路之外运行,其施工效率高,对施工桥下既有线路运行的影响小,仅在转体的时候需要封锁既有线路,且具有较高的安全性,已广泛使用。
1.工程概况
某铁路上跨迁曹铁路特大桥,全长5.5公里。共设168个墩台,与57#、58#墩处上跨既有迁曹铁路,为40+64+40连续梁桥,分别在57#、58#墩顶进行同步转体,转体最大总重量23200KN,在转体期间和转体结束后,桥底距接触网立柱顶2.7米,为了降低连续梁施工对现有线路的影响,确定了采用墩顶转体的施工工艺。也就是说,首先在迁曹铁路的平行线上进行墩身、梁体的施工,梁体浇筑后成为平衡转动结构,利用天窗点沿既有线方向逆时针旋转45度,将梁体平转到最终桥位,临时锁定,进行边跨合拢,完成了全桥的整体贯通。
2.铁路项目连续梁墩顶转体系统分析
该系统由三个主要部件构成:支撑系统、抗倾覆系统和转动牵引系统。该支承系统由上、下转盘、球铰组成,上转盘与下转盘之间设有球铰,利用球铰将上转盘与下转盘相对旋转,实现转体;防倾覆体系由结构本身和4组8个圆筒形钢管混凝土支撑腿构成;转动牵引系统由转体动力系统(1台主控台、两套2台ZLD2000型液压)、同步自动联系牵引系统、牵引索、牵引反力座组成。2台连续千斤顶、2台液压泵站和1台主控台通过高压油管和电缆线连接组成2套转体动力系统。每套连续转体千斤顶公称牵引力2000KN,由前后两台千斤顶串联组成,每台千斤顶(前、后顶)前端均配有夹持装置。
图-1转体系统构成图
3某铁路项目连续梁墩顶转体施工技术实施
3.1脱架并形成转动体系
试转体前,事先做好梁体称重工作,以保证转体作业时梁体的平衡性,不平衡时用重物对梁体进行配平,在保证上部结构混凝土悬臂的强度的前提下,必须保证其纵向预应力已经张紧。只有在这样的条件下,才可以进行旋转系统固定措施的脱开。将撑脚与下滑道之间清理干净,安装1cm厚的四氟乙烯滑板,上下转盘间防水、防尘设施拆除,拆除临时支撑固定装置,在这一阶段,应注意对转体的结构进行检查,一旦出现裂纹等异常情况,应立即采取措施,以保证转体结构的稳定。
3.2试转体
试转体以铁路安全限值计算,转动为5度的角度,由计划试转体的数据计算出转体的运行参数,包括每分钟的转动量和点动位移量,确保转体的整体操作能够符合理论的设计,从而提高转体的工作质量和效率。例如,在进行试车动作前,要确定千斤顶是否正常工作,并确定千斤顶的吨位。测量转体在1分钟和5秒下点动转体角和梁端位移的长度是否符合设计要求,转体时可以合理地控制转体的速度。另外,对于转体进度初始和末端的控制,通常采用点动控制,点动控制对于连续梁转体后的最终效果有很大的影响。点动是指在连续转体操作结束后,单次摁动操作台摁扭,此时连续梁转动的某个角度和位移长度,这些都需要在试转体时取得第一手数据。在试转体前,在上转盘上标注刻度,在下转盘上埋设刻度指针,用以监控转动角度,同时根据测量的水平弧线位移进行校准复核,并对转体结构的平稳性进行重点检查,仔细检查其是否有故障、断裂等。在转体试验中,如有不正常的状况,应马上停止,以免对以后的转体动作造成不良影响,从而保证转体工程的质量;试转完毕后,梁体不得侵入轨道边界。
3.3转体方案的制定
通过试转时对转体系统、位移系统、防倾保险系统等进行全方位的检查,并将有关的位移和转体的数据记录下来,并对其进行分析和调整,完善转体方案,以保证转体的安全、快捷;转体前先开启主控制台和2套专项牵引系统的供电,使千斤顶起动,进行调试,确认两套牵引系统同步运行,千斤顶出力满足要求。然后预紧钢绞线,以5~10 KN的力量,将钢绞线一根一根地预紧,并按对称的方法进行,反复多次,使每条钢绞线的受力都是均匀的。预紧期要注意确保钢绞线与上转台平行;无法旋转的情况下,可以通过辅助顶起式千斤顶,来克服异常的静摩阻力;转体过程中,要时常检查转子结构是否平稳,是否有故障,在反力座受力部位是否有裂纹。如果出现不正常现象,应立即停止转体,找出问题所在,并采取适当的措施进行纠正。
3.4正式转体
正式转体前,要将铁路的上下段封闭起来按要求设置防护人员,才能进行转体。鉴于工程的复杂性,本项目封闭天窗时间为150分钟;在现场负责人的命令下,梁体以1度/分的速度旋转,确保不超过设计要求,测量员观察桥墩的轴位和梁端的高度,并将其记录下来,并将其报告给现场负责人。在距离终点1米处,应将有关的测量资料报告给现场负责人,并在距离终点20公分内,每转动2 cm向主管报告。在转体梁端线距离设计中线剩余4cm时,为了避免结构的过转,采用了点动控制方式。每次点动作业时,测量员都要对中线和高程进行一次统计,如此反复,直到转体梁的轴线与设计轴线准确重合;做好临时固定,将梁体由自由转体状态转为刚性连接状态,转体托盘进行固封,转体结束;待固封强度达到100%,可以进行合拢段施工。该工程耗时60分钟,完成了对铁路上下行线路的封锁。梁的端部高度、中心线的偏差达到了设计要求。
四、混凝土连续箱梁墩顶转体施工注意事项
4.1安装球铰过程注意事项
球铰在运输到现场后,在安装前,应先用防水塑料布将球铰整个包好,并用防水塑料布将球铰的边沿与中心销轴套管口密封,防止雨水、沙尘、杂物等进入球铰工作面;在整个吊装时,要注意平顺起重,调整好位置后,轻放。在起重时,球铰与其他物体的碰撞要尽量避免,特别是球铰的球面要受到保护,不得磕碰、划伤;下转台混凝土浇筑,采用严格的振捣棒与球铰框架、滑道框架接触,并注意球铰、滑道平面位置、标高和支撑结构的变化,确保了球铰、滑道位置和标高的准确。同时,在浇注时,要注意对球铰表面和球铰套管进行保护,避免混凝土等杂质的污染,然后在球铰下浇筑混凝土,人工配合以确保下球铰下面的混凝土全部填充,并使其密实;在上球铰的安装前,要对上球铰进行保护。可将上球铰凸球表面涂上黄油,然后用防水胶布将上球铰密封,置于厚实的木板上。使用时,将球形上的球铰提起,去掉防水塑料,用纱布擦掉球形表面,并检查球形表面是否有锈蚀,如果有,可以通过酸洗或布轮的抛光来消除;上球铰安装完毕后,用宽幅胶带封好上下球铰的边缝,避免进入灰尘、杂质,在球铰旋转之前用刀刃将其切割。
4.2转体施工安全防护
在具体的转体工程中,应根据工程的实际情况,设置转体器材,精确的牵引力以及相应的安全保证系数,以保证转体的需要。在做好安全防护的前提下,首先进行预转,严格控制转体的精确度,采用点动法精确测量每一转角,确保转体梁的两边均衡,防止停转、倾斜等安全问题。在此基础上,结合有关技术指标,科学地制订了转体梁的施工方案。在转体梁的中段和转体后的合拢过程中,要采取措施对坠落危险进行严格的控制,使用吊模时,在模具周围设置保护框,在模板底部用角钢作为骨架,并在模板周围铺上竹胶板,在框架的边缘处铺上50 cm厚的竹胶板,并在内侧再铺一层防水膜,以保证密封性,防止水泥浆脱落。在封闭期,进行施工时,应首先进行各种施工准备,在到达后,立即爬上转体梁进行施工,并加强现场的安全监管和管理;在没有车辆时段施工的情况下,应首先与铁路局协调,并对施工进度进行合理的安排。
结束语
简而言之,转体梁的施工是保证上跨铁路工程质量的重要保证,是建设中不可缺少的一个关键环节。在转体梁的施工中,应注重科学的施工组织、转体梁的施工准备和转体施工的安全保护,特别是对转体梁体称重、试转体质量的监控、转体牵引控制系统的设计、转体的位置、姿态的调整等关键施工工作,确保转体梁的施工质量。
参考文献
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